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【摘 要】本文主要介绍分析普通钢筋混凝土无梁楼盖的结构设计。
【关键词】钢筋混凝土；无梁楼盖；结构设计
Reinforced concrete floor without beam design system analysis
Han Dan-dan，Liang Jing
（Yatai Architectural Design Research Ltd Handan Hebei 056000）
【Abstract】This paper describes the analysis of reinforced concrete structures designed floor without beam.
【Key words】Floor without beam；Structural design of reinforced concrete
1. 无梁楼盖结构体系的特点
（1）无梁楼盖结构体系也即板柱结构体系。钢筋混凝土无梁楼盖是组成板柱结构体系重要的结构构件，它施工支模简单，绑扎钢筋方便，能提供较大的建筑净空，便于设备管道的布置与安装，减少建筑层高；在地下结构中采用，可以减少基础埋深，减少基坑土方开挖和基坑支护费用，当遇地下水位埋藏浅时，还可减少施工降水费用。
（2）从结构传力途径方面来说，无梁楼盖结构竖向重力荷载直接由板传到竖向受力构件柱和墙，传力路径简捷。与一般的梁板式楼盖相比，它的楼板厚度较大，楼盖的材料用量较多。
（3）从结构受力特点方面看，无梁楼盖的抗弯刚度较小，柱上板带的内力要远大于跨中板带，柱子周边的应力高度集中，板与柱子连接部位的破坏形式为冲切破坏；板柱结构的抗侧刚度较普通框架结构要小，在水平风荷载或地震作用下，无梁楼盖结构的板柱节点部位会产生不平衡弯矩，这种不平衡弯矩的反复作用严重影响板柱节点的承载力。
（4）在非抗震设防区采用无梁楼盖结构具有较好的经济和安全效益，在抗震设防区，当因城市规划需要房屋建筑高度受到限制时，采用板柱结构也会取得较好的经济效益，但应注意要采取针对性的抗震措施。
2. 无梁楼盖结构设计的一般规定
（1）无梁楼盖的柱网通常布置成正方形或矩形，以正方形更为经济。
（2）无梁楼盖每个方向不宜少于三跨，以保证有足够的侧向刚度。当楼面活荷载在5KN/m2以上时，跨度不宜大于6m。
（3）无梁楼盖的楼板通常采用等厚平板，板厚由受弯、受冲切计算确定，并不宜小于区格长边的1/35～1/32，也不小于150mm。
（4）为改善无梁楼盖的受力性能，节约材料，方便施工，可将沿周边的板伸出边柱外侧，伸出长度（从板边缘至外柱中心）不宜超过板缘伸出方向跨度的0.4倍。
（5）当无梁楼板不伸出外柱外侧时，在板的周边应设置圈梁，圈梁截面高度不应小于板厚的2.5倍。
（6）无梁楼盖柱帽的设置及尺寸一般由建筑美观要求和板的抗冲切承载力控制。
3. 无梁楼盖内力的计算
3.1 经验系数法。
（1）经验系数法是根据弹性薄板理论的分析计算结果，经归纳、总结、简化给出了竖向荷载作用下柱上板带和跨中板带在跨中截面、支座截面处的弯矩分配系数。计算时，先算出总弯矩，再乘以相应的弯矩分配系数即可得到各控制截面的弯矩。
（2）经验系数法板带弯矩分配系数如表1所示：
（3）表1中弯矩分配系数是在一定的条件下简化得到的，只要满足这一定的条件，各截面弯矩值的误差在工程设计允许的范围内。采用经验系数法要满足的一定条件如下：每个方向至少有三个连续跨；任一区格板的长边与短边之比值不应大于1.5；同方向最大跨度与最小跨度的比值不应大于1.2；活荷载为均布荷载，且不大于恒荷载的三倍。
3.2 等代框架法。
（1）等代框架法是将整个结构沿纵、横向柱列划分为具有‘框架梁“和’框架柱”的纵、横向框架，其框架梁的高度取板厚，框架梁的宽度取值与荷载的性质有观，当为竖向荷载作用时，取板跨中心线间的距离，当为水平荷载作用时，取板跨中心线间的距离的一半。
（2）按等代框架法计算内力时，应考虑活荷载不利布置，最后得到的框架梁弯矩值按表2的弯矩分配系数进行分配。
4. 板柱节点的设计
无梁楼盖结构的设计重点，笔者认为是属板柱节点的设计。综上所述，无梁楼盖结构板柱节点的破坏属脆性的冲切破坏，且在水平荷载作用下，板柱节点部位会产生不平衡弯矩，不平衡弯矩在板柱间的往复作用，会大大消弱板柱节点的抗冲切承载能力。笔者根据设计经验及所搜集到的资料，对提高板柱节点抗冲切承载力的措施作以归纳：
（1）结构布置时，尽量将无梁楼盖结构建筑设计成刚性方案，使水平荷载集中地由抗侧力结构承担，减小板柱节点部位由水平荷载产生的往复弯矩。
（2）结构布置时，应在无梁楼盖结构的周边设置边梁，利用边柱受扭卸去边柱、角柱板柱节点内由竖向荷载产生的一部分弯矩和剪力；纵横方向的柱网尺寸不应相差太大；每一方向的柱网不宜小于三跨。
（3）设置抗冲切钢筋提高板柱节点的抗冲切承载力，抗冲切钢筋有箍筋和吊筋。
（4）内埋钢结构抗剪键，提高板柱节点的抗冲切承载力，抗剪键可采用型钢制作，常用工字钢。构件的翼缘宽厚比和腹板高厚比应满足规范要求。
（5）当柱网尺寸较大时设置柱帽或托板。
参考文献
[1] 黄成若，郭富田等，钢筋混凝土无梁楼盖的弹塑性内力分析，混凝土基本理论及工程应用第三届学术讨论会论文集，湖南科学技术出版社，1993年.
【关键词】钢筋混凝土；无梁楼盖；结构设计
Reinforced concrete floor without beam design system analysis
Han Dan-dan，Liang Jing
（Yatai Architectural Design Research Ltd Handan Hebei 056000）
【Abstract】This paper describes the analysis of reinforced concrete structures designed floor without beam.
【Key words】Floor without beam；Structural design of reinforced concrete
1. 无梁楼盖结构体系的特点
（1）无梁楼盖结构体系也即板柱结构体系。钢筋混凝土无梁楼盖是组成板柱结构体系重要的结构构件，它施工支模简单，绑扎钢筋方便，能提供较大的建筑净空，便于设备管道的布置与安装，减少建筑层高；在地下结构中采用，可以减少基础埋深，减少基坑土方开挖和基坑支护费用，当遇地下水位埋藏浅时，还可减少施工降水费用。
（2）从结构传力途径方面来说，无梁楼盖结构竖向重力荷载直接由板传到竖向受力构件柱和墙，传力路径简捷。与一般的梁板式楼盖相比，它的楼板厚度较大，楼盖的材料用量较多。
（3）从结构受力特点方面看，无梁楼盖的抗弯刚度较小，柱上板带的内力要远大于跨中板带，柱子周边的应力高度集中，板与柱子连接部位的破坏形式为冲切破坏；板柱结构的抗侧刚度较普通框架结构要小，在水平风荷载或地震作用下，无梁楼盖结构的板柱节点部位会产生不平衡弯矩，这种不平衡弯矩的反复作用严重影响板柱节点的承载力。
（4）在非抗震设防区采用无梁楼盖结构具有较好的经济和安全效益，在抗震设防区，当因城市规划需要房屋建筑高度受到限制时，采用板柱结构也会取得较好的经济效益，但应注意要采取针对性的抗震措施。
2. 无梁楼盖结构设计的一般规定
（1）无梁楼盖的柱网通常布置成正方形或矩形，以正方形更为经济。
（2）无梁楼盖每个方向不宜少于三跨，以保证有足够的侧向刚度。当楼面活荷载在5KN/m2以上时，跨度不宜大于6m。
（3）无梁楼盖的楼板通常采用等厚平板，板厚由受弯、受冲切计算确定，并不宜小于区格长边的1/35～1/32，也不小于150mm。
（4）为改善无梁楼盖的受力性能，节约材料，方便施工，可将沿周边的板伸出边柱外侧，伸出长度（从板边缘至外柱中心）不宜超过板缘伸出方向跨度的0.4倍。
（5）当无梁楼板不伸出外柱外侧时，在板的周边应设置圈梁，圈梁截面高度不应小于板厚的2.5倍。
（6）无梁楼盖柱帽的设置及尺寸一般由建筑美观要求和板的抗冲切承载力控制。
3. 无梁楼盖内力的计算
3.1 经验系数法。
（1）经验系数法是根据弹性薄板理论的分析计算结果，经归纳、总结、简化给出了竖向荷载作用下柱上板带和跨中板带在跨中截面、支座截面处的弯矩分配系数。计算时，先算出总弯矩，再乘以相应的弯矩分配系数即可得到各控制截面的弯矩。
（2）经验系数法板带弯矩分配系数如表1所示：
（3）表1中弯矩分配系数是在一定的条件下简化得到的，只要满足这一定的条件，各截面弯矩值的误差在工程设计允许的范围内。采用经验系数法要满足的一定条件如下：每个方向至少有三个连续跨；任一区格板的长边与短边之比值不应大于1.5；同方向最大跨度与最小跨度的比值不应大于1.2；活荷载为均布荷载，且不大于恒荷载的三倍。
3.2 等代框架法。
（1）等代框架法是将整个结构沿纵、横向柱列划分为具有‘框架梁“和’框架柱”的纵、横向框架，其框架梁的高度取板厚，框架梁的宽度取值与荷载的性质有观，当为竖向荷载作用时，取板跨中心线间的距离，当为水平荷载作用时，取板跨中心线间的距离的一半。
（2）按等代框架法计算内力时，应考虑活荷载不利布置，最后得到的框架梁弯矩值按表2的弯矩分配系数进行分配。
4. 板柱节点的设计
无梁楼盖结构的设计重点，笔者认为是属板柱节点的设计。综上所述，无梁楼盖结构板柱节点的破坏属脆性的冲切破坏，且在水平荷载作用下，板柱节点部位会产生不平衡弯矩，不平衡弯矩在板柱间的往复作用，会大大消弱板柱节点的抗冲切承载能力。笔者根据设计经验及所搜集到的资料，对提高板柱节点抗冲切承载力的措施作以归纳：
（1）结构布置时，尽量将无梁楼盖结构建筑设计成刚性方案，使水平荷载集中地由抗侧力结构承担，减小板柱节点部位由水平荷载产生的往复弯矩。
（2）结构布置时，应在无梁楼盖结构的周边设置边梁，利用边柱受扭卸去边柱、角柱板柱节点内由竖向荷载产生的一部分弯矩和剪力；纵横方向的柱网尺寸不应相差太大；每一方向的柱网不宜小于三跨。
（3）设置抗冲切钢筋提高板柱节点的抗冲切承载力，抗冲切钢筋有箍筋和吊筋。
（4）内埋钢结构抗剪键，提高板柱节点的抗冲切承载力，抗剪键可采用型钢制作，常用工字钢。构件的翼缘宽厚比和腹板高厚比应满足规范要求。
（5）当柱网尺寸较大时设置柱帽或托板。
参考文献
[1] 黄成若，郭富田等，钢筋混凝土无梁楼盖的弹塑性内力分析，混凝土基本理论及工程应用第三届学术讨论会论文集，湖南科学技术出版社，1993年.